槐定碱致大鼠惊厥作用的研究

作者:时间:2011-03-17 14:58:29  来源:www.ksfbw.com  阅读次数:1002次 ]

【摘要】  目的 观察槐定碱(sophoridine)致惊厥大鼠清醒核团脑电变化,探讨槐定碱致惊厥作用特点。方法 采用慢性埋藏电极记录清醒状态大鼠核团脑电的方法,观察槐定碱致惊厥的脑电特点并确定惊厥原发部位。结果 杏仁核(amygdale)和海马(hippocampus)脑区对于槐定碱致惊厥作用敏感。杏仁核或(和)海马-内嗅皮层-颞叶皮层通路可能是槐定碱致惊厥样放电扩布到整个皮层的主要途径。结论 杏仁核或(和)海马内部异常放电在槐定碱致惊厥作用中起重要作用。

【关键词】  苦豆子;槐定碱;脑电波;惊厥;戊巴比妥钠

  Abstract: Objective  To explore the epileptic seizurelike effect of Sophoridine on electroencepholography (EEG) and its possible characteristic and the mechanism.Methods  Chronic electron implantation was employed for the intracranial electroencepholography (IEEG) recording in conscious rats in the medial perforant path(PP)area,the granule cells layer in hippocampus dentate gyrus(DG),the pyramidal cell layer in hippocampus,the basolateral amygdale(BLA) and the temporal cortex (TC) area.  Results   Cells in BLA and/or in hippocampus were more sensitive in the kindling effect by Sophoridine administration. BLA and/or hippocampus PPTC pathway might play the crucial role in the propagation of the Sophoridineinduced seizure. Conclusion  Sophoridineinduced synchronous oscillations in the BLA and hippocampus could elicit the generation and development of seizure. And the BLA and/or hippocampus might play the crucial roles and be the original part of the seizure.

  Key words:Sophora alopecuroides L.; sophoridine; EEG; seizure;barbital sodium

  槐定碱(Sophoridine)是豆科槐属植物苦豆子(Sophora alopecuroides L.)、苦参(Sophora flavescens Ait.)及广豆根(Sophora subprostrata Chun et T. Chen)等中草药的活性成份[1]。槐定碱可产生中枢兴奋作用,并诱发惊厥样表现[2-3]。目前对槐定碱致惊厥作用的原发部位尚不清楚。为了进一步研究槐定碱对中枢神经系统的作用特点,为其合理安全临床用药提供药理学基础研究,本实验采用慢性埋藏电极记录清醒大鼠核团脑电(intracranial electroencepholography,IEEG )的方法[4],观察槐定碱致惊厥大鼠的EEG特点,并判断其致惊厥作用的原发部位。

  1  材料和方法

  1.1  实验动物 医学论文发表网站

  雄性SD大鼠,体重160~220g。由宁夏医科大学实验动物中心提供,许可证号:SCXY(宁)2005-0001。

  1.2 药品

  槐定碱纯度不低于98.0%,购于宁夏盐池制药厂(批号:021180),戊巴比妥钠 (Barbital sodium,Sigma),以生理盐水配制成溶液待用。

  1.3 主要仪器

  大鼠脑立体定位仪(长春锻压设备厂);AH-2型微型电钻(浙江宁波)。自制镍铬绝缘丝为材料的记录电极及连线装置(电极直径0.17mm)。BL-420+生物电信号采集分析系统(成都泰盟科技)。

  1.4  方法

  1.4.1  慢性电极埋植

    1)海马齿状回、穿行通路和颞叶皮层同步记录:大鼠6只,ip 30mg/kg戊巴比妥钠实施麻醉后,将大鼠俯卧于脑立体定位仪上,沿大鼠头顶正中线做矢状切口,暴露前、后囟及冠状缝、矢状缝等骨性标志。依据图谱[5],分别埋植电极于海马齿状回(dentate gyrus ,DG)颗粒细胞层[前囟后3.5mm,旁开2.0mm,电极长度(3.0±0.2)mm];内侧穿行通路[medial perforant path,PP, 前囟后7.8mm,旁开4.0mm,电极长度(3.2±0.2)mm];颞叶皮层[temporal cortex, TC, 前囟后7.0mm,旁开6.1mm,电极长度(4.5±0.2)mm]。人字缝后1.5~2.0mm、旁开2.0~3.5mm植入电极装置作为记录脑电波的公共地线。依文献确定电极所处DG和PP的位置[6],即刺激PP区域,待DG处记录特征波形后,即为电极在DG颗粒细胞层和PP的准确定位。医用齿科水泥固定电极装置,消毒处理手术创面,清醒后常规分笼饲养,术后7d 记录IEEG。
   
  2)海马锥体细胞层和杏仁核同步记录  大鼠6只,同前法麻醉、固定。依据图谱[5],分别埋植电极于海马CA3区锥体细胞层[(前囟后3.8mm,旁开3.0mm,电极长度(3.5±0.2)mm];杏仁基底外侧核[(the basolateral amygdale,BLA,前囟后2.8mm,旁开4.9mm,电极长度(8.6±0.2)mm];同法处理、饲养,术后7d 记录EEG。

  1.4.2  槐定碱致惊厥清醒大鼠的同步IEEG记录

    依照文献[5],将慢性埋植电极成功的大鼠,分别皮下注射(sc)50mg/kg致惊厥剂量的槐定碱[3],观察记录2h的大鼠IEEG变化。并参照Racine分级标准[7],对惊厥发作IEEG进行分析。实验结束后,摘除大脑,行4%多聚甲醛固定,7d后进行组织学检查,确定电极位置。

  1.5  统计学方法

    采用单因素方差分析进行各组均数与对照组的比较,并采用Dunnett Multiple Comparisons Test判断差别,P<0.05判断差别具有统计学意义。结果采用GraphPad  InStat ( Instant Biostatistics Version 3.06 )软件实施分析。

  2  结果

  2.1  槐定碱致惊厥清醒大鼠的行为表现及同步IEEG描记

  2.1.1  海马齿状回、穿行通路和颞叶皮层同步记录结果 医学论文发表网站

  供试4只大鼠在sc槐定碱后均出现强度可达Ⅳ级以上的惊厥发作,平均诱导期在(9±7)min,2h记录时间内反复出现阵挛-强直的间隔在(10±6)min。其中2只大鼠在出现阵挛、强直时行ip 7.5 mg/kg剂量的地西泮救治,2~5min后行为发作终止。IEEG同步记录表明,点燃初期海马内DG区颗粒细胞对于槐定碱致惊厥作用敏感,表现DG区记录惊厥放电早于其他记录区域,强度也强于PP和TC区的记录,并随作用时间继续通过PP波及到TC区域。阵挛-强直期表现出明显同步化的连续棘波放电。行ip 50 mg/kg戊巴比妥钠救治,发作大鼠可观察到惊厥棘波放电与行为变化同步消失,最后各脑区记录脑电表现出不同于正常脑电的低幅慢波。
2.1.2  海马CA3区和杏仁基底外侧核同步记录结果

  供试5只大鼠在sc槐定碱后均出现强度可达Ⅳ级以上的惊厥发作。IEEG同步记录并参照Racine分级标准,在槐定碱点燃初期的0级,大鼠无异常行为反应,此时IEEG记录可以是正常或异常(尖波出现)表现(见图中A和B),海马CA3区和BLA在出现异常尖波的几率似无差别。Ⅰ级反应时,大鼠面部抽动或咀嚼,此时脑电异常(尖波出现),且BLA与海马CA3区多不同步,表现为BLA尖波个数多于海马CA3区(见图中C)。Ⅲ级发作时,大鼠前肢阵挛,此时IEEG记录多尖波、簇状棘波出现,BLA与海马CA3区发放频率近同步化(见图中D)。Ⅳ级发作时,大鼠前、后肢阵挛伴伸直, 此时脑电多尖波、簇状棘波出现,并伴有巨型棘波出现(见图中E)。试验中2只致惊厥大鼠待确定反复强直发作后,行ip 50 mg/kg戊巴比妥钠救治,2~5min后行为发作终止,但IEEG记录在BLA区呈现明显的脑电抑制,而海马CA3区可见脑电抑制的同时,伴有持续的尖波出现(见图1中F)。A-正常对照;B-0级发作:IEEG可以正常或异常(尖波出现);C-Ⅰ、Ⅱ级发作;咀嚼、点头或甩头;D-Ⅲ级;前肢阵挛。

  2.1.3  海马CA3区和杏仁基底外侧核同步脑电记录频谱分析结果

  IEEG分析表明海马CA3区和BLA对槐定碱点燃的敏感性是有差别的。表现在依照Racine分级的行为学变化与BLA脑电分析的各频段功率百分比与正常对照组之间的差别多于海马CA3区的记录(见表1)。另外,在给予50 mg/kg巴比妥钠救治后的IEEG各频段功率百分比的差异变化,也表现为BLA对药物的敏感性强于海马的CA3区。表1  槐定碱致惊厥大鼠行为发作级别对应IEEG
频谱分析结果(略)

  3  讨论

    研究表明,过度激活海马-内嗅皮层-颞叶皮层产生的同步化电震荡是颞叶癫痫产生的主要原因[9];内侧穿行通路 - 齿状回是海马与外部信息交流的重要通路[10]。本实验建立精确定位的齿状回、内侧穿行通路和颞叶皮层三个记录位置,观察槐定碱致惊厥作用的3点同步IEEG特点,结果表明,诱发初期海马内齿状回区颗粒细胞对于槐定碱致惊厥作用敏感,并随着发作的继续,通过海马-内侧穿行通路-颞叶皮层环路波及到大脑广泛区域。在阵挛-强直期表现出各记录位置的明显同步化连续棘波放电,并与行为学表现相一致。通过海马CA3区和BLA同步脑电记录并对比行为学表现及频谱分析得出,BLA较海马脑区对槐定碱点燃致惊厥作用敏感。由于海马与杏仁核之间存在有直接的神经联系[11],所以本研究结果提示,杏仁核或(和)海马内部异常放电在槐定碱致惊厥作用中可能起到重要作用,是致惊厥作用的原发部位。惊厥样脑电波可能过度激活海马-内侧穿行-颞叶皮层通路,将逐步产生同步化电震荡扩散到整个皮层,引起惊厥大发作样放电,但具体的作用机制仍需进一步研究。

【参考文献】
   [1]钟仁山.苦豆子的研究及其应用[M]. 银川:宁夏人民出版社,1983.

  [2]李雪梅,庄文华,姜鸷滋,等.高剂量槐定碱对大鼠神经系统长期毒性的病理形态学观察[J].癌症,2004,23(11s):1376-1378.

  [3]陈晓霞,胡淑婷,杨雪琴,等.槐定碱致痫大鼠海马Glu、GABA及血清中TNF、IL-2和IL-6含量变化的研究[J].宁夏医学院学报,2007,29(5):944-945.

  [4]彭晓东,许大庆,彭建中,等.枸杞多糖对动物海马电活动的影响[J].宁夏医学院学报,2002,24(2):79-81.

  [5]Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates [M].New York: Academic Press, 1997.

  [6]彭晓东,刘传缋.微波照射对大鼠在体海马诱发电位长时程增强的影响[J].生物物理学报,2001,17(2):371-377.

  [7]Racine RJ. Modification of seizure activity by electrical stimulation II:Motor Seizure [J].Electroencophaogr Clin Neurophysiol, 1972, 32(3): 281-294.

  [8]彭晓东,闫乾顺,闫琳,等.鹅绒藤对小鼠抗惊厥作用的观察[J].第四军医大学学报,2009,30(4):340-343.医学论文发表网站

  [9]韩丹,张先荣,唐岳枫,等.强直电刺激大鼠海马、中部颞叶新皮质诱发癫痫模型中电振荡与癫痫发生的关系研究[J].中国神经科学杂志,2000,16(2):108-114.

  [10]Witter MP. The perforant path: projections from the entorhinal cortex to the dentate gyrus[J].Prog Brain Res, 2007,163:43-61.

  [11]Bannerman DM, Rawlins JNP, McHugh SB,et al. Regional dissociations within the hippocampal-memory and anxiety [J]. Neurosci Biobehav Rev,2004,28:273-283.

 

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